波涌噴灌系統一般由波涌灌調壓閥、自動控制器、輸水管道等設施構成，在其中調壓閥和自動化控制器是全部體系的主要機器設備?，F階段在海外已經有波涌灌調壓閥投入市場。近些年在我國已從海外引入數套波涌噴灌設備，因為價格比較貴、數量有限僅用于實驗科學研究。充分考慮農業節水灌溉和澆灌自動化技術是發展方向的大勢所趨，研發適用于基本國情的波涌噴灌設備是十分必要的。融合我國“九五”科技創新項目新項目，通過幾年來的勤奮，已開發設計出波涌灌調壓閥及自動控制器，獲得基本成效。
1　波涌噴灌設備的組成
1.1　波涌灌調壓閥
充分考慮灌溉工程自動化技術澆灌必須，研發的波涌灌調壓閥選用雙向開關構造來轉換流水推動方位，依據自動化控制器命令完成對供電全過程的間歇性操縱。特別是在無人化情況下，澆灌結束后能快速全自動斷開流水，防止過多澆灌造成的消耗。調壓閥現階段由鐵制原材料制成，關鍵構成預制構件包含：油路板、閘閥和降速.油路板構造類似三通，由三段孔徑為200mm(8″)的鍍鋅管組成聯接成的，一端與水資源相接，兩邊為排水口。閘閥為含有附近防水密封圈的環形水利閘門，在其中后軸左右兩邊經防水滾動軸承各自與油路板和減速器聯接。受減速器操縱，水利閘門圍繞中心軸作斜角轉動，完成流水打開和關閉模式。密閉式的減速器被確定在油路板兩邊并根據中心軸與水利閘門相連。箱里配有：(1)傳動機構，充分考慮蝸輪蝸桿傳動具備工作中穩定無噪音可鎖緊等優勢，本設計中選用一般圓柱體蝸輪蝸桿傳動及齒輪降速；(2)控制器，用于控制閥門開閉的小型直流電機；(3)定位儀，由光管控和光控開關板構成，致力于明確閘閥的開關情況；(4)減速機，將高速旋轉的電機(3000r/min)轉速比根據二級降速降到10r/min上下，再推動閘閥；(5)油壓緩沖器，避免電機過載和確保閥體的關閉情況。
1.2　自動控制器
自動化控制器是波涌噴灌系統的監測中心，控制電路板及軟件是控制板的關鍵一部分，它接納人力鍵入的主要參數，對波涌閥傳出實際操作命令，完成水利閘門的更替開閉。水利閘門部位由放電管精準定位，控制器接收到放電管數據信號后，確定是不是開閉電機。自動化控制器關鍵由以下部份組成。
主控芯片一部分。選用89C518位微處理器為主要，附屬電腦鍵盤及顯示屏構成。電腦鍵盤用于設定時間格式、起始時間、每一次注水時長、間歇時間和波涌頻次等。這種輸入參數被自動保存，開關電源關掉或斷電都不遺失。顯示屏由6位LED數碼管構成，表明主要參數及上班時間情況，因為使用了掃描方式降低了功能損耗。系統時鐘為24h制，選用儲備充電電池，待機后數字時鐘仍正常工作。
電機控制系統一部分。由74LS07推動4組電磁閥，促進左右兩個水利閘門的電動機旋轉。不工作的時候電動機兩邊接地裝置。電機正轉時，左邊接 6V，右端接地裝置，翻轉時，則左邊接地裝置，右線接 6V。
部位傳感器一部分。由4組光耦合器構成，各自標示2個水利閘門的開關狀態，并把接收信號傳回主控芯片一部分。
開關電源一部分。由太陽能光伏板、4A.h/6V電瓶和低電壓差抗開關電源接反穩壓電源件LM2940構成。平日太陽能光伏板對鉛酸蓄電池浮充。波涌灌系統軟件運行中，電瓶為機器設備給予開關電源并經LM2940穩壓管后提供電腦主板。充分考慮十分狀況，開關電源也配備了交流充電系統軟件。
作用挑選一部分.用“控制方式”按鍵挑選波涌閥運行方式，控制板能各自操縱左閥、右閥或雙閥，完成關完、開全，單閥更替運作等作用。
控制板的使用實際操作包含基本參數和自動化控制運作兩部分。自動化控制運作要在接納到一些基本上輸入參數后，經管理程序計算，由監測中心傳出命令自動執行?；緟档牟僮髁鞒倘缦滤荆?1)開啟開關電源，控制板全自動將波涌閥校準――上下閘閥與此同時關掉；(2)挑選“控制方式”，明確波涌閥的運行狀態，選擇項有左閥、右閥、雙閥；(3)挑選“時間格式”，用“鐘頭/分/秒”按鍵選擇時間目標，用“ ”、“-”調節時間格式；(4)挑選“起始時長”，用“鐘頭/分/秒”按鍵選擇時間目標，用“ ”、“-”調節波涌澆灌事情的起始時間；(5)挑選“注水時長”，用“鐘頭/分/秒”按鍵選擇時間目標，用“ ”、“-”明確一次波涌澆灌流水推動時長；(6)挑選“間歇時間”，用“鐘頭/分/秒”按鍵選擇時間目標，用“ ”、“-”明確一次波涌澆灌斷水時長；(7)挑選“波涌頻次”，用“ ”、“-”調節波涌頻次，每按一次“ ”在秒的數碼顯示管上添1，較大到99，每按一次“-”在秒的數碼顯示管上減1，最少到0。
之上設定完成后，控制板進到全自動運行狀態。要表明是指，雙閥操縱指“左開右關”或“右開左關”的更替運行狀態，當“間歇時間”高于或等于“注水時長”時，在一個循環周期末，兩閥將與此同時關掉，關閉時間為“間歇時間”減掉“注水時長”，以后進到第二輪循環系統運行狀態；當“間歇時間”低于“注水時長”時，雙閥沒法與此同時工作中，此前提下，只有單閥運作。無論什么時候，一旦按住“系統軟件校準”鍵，波涌閥上下閘閥將與此同時關掉，此次注水到此停止。
1.3　調壓閥與自動化控制器的聯接
為使用方便，防止違法或操作失誤，控制板和波涌閥的接頭選用現代化規范，二者間的聯接只需應用電纜對插就可以(惟一可插)，使用方便安全性。
2　設備及特性
開發設計研發的波涌灌機器設備具備如下所示工作中特性和特征。
雙閥運行狀態下，每臺波涌閥的較大過總流量Q及相對應可操縱的供水量S用下式估計
在其中式中A為輸水管道截面；d為輸水管道孔徑；ε為流量系數；h為農渠分水鎮口處的工作壓力水口；λ為沿程阻力指數；ξ為部分阻力指數；L為輸水管道長短；T為輪灌周期時間；m為灌水定額；t為每日注水時長；η為水的合理可利用率。附注得出假設農作物輪灌周期時間為7d，每日注水時長為12h，不一樣輸水管道長短和工作壓力水口組成下測算獲得的每臺波涌閥較大過總流量Q及相對應可操縱的供水量總數。對渠灌溉工程來講，當農渠分水鎮口處的水口壓力差為30～50cm時，波涌灌設備控制的面積是4～6hm2，但在井灌溉工程，操縱總面積則在于水井泵的充裕水口。
附注　每臺波涌閥較大過總流量及相對應可操縱供水量的估計
水口H/m輸水管道長短L/m
L=25mL=50m
εQ/m3.s-1S/hm2εQ/m3.s-1S/hm2
0.30.40.03054.610.32440.02473.74
0.50.40.03945.950.32440.03194.83
0.80.40.04987.530.32440.04046.11
1.00.40.05578.410.32440.04516.83
1.50.40.068210.310.32440.05538.36
2.00.40.078711.900.32440.06389.65
注：d=0.2m；λ=0.026；∑ξ=2；m=750m3/hm2；η=0.75。
自動化控制器工作標準電壓6V，均值工作電流2.5A，定時開關T=3s，電瓶儲能技術為4A.h/6V?？茖W上講，工作中頻次為1920次，相對應的波涌頻次對雙閥來講為480次，對單閥是960次。受設備加工、組裝精密度所限，具體功能損耗比較大會減少充電電池一次電池充電前的工作中頻次。即便如此，一次充電量或是可以達到澆灌運行時閘閥開閉能耗的要求。
太陽能光伏板的規格為152mm×152mm，相對應基礎理論輸出功率為1V.A，在正常的陽光照射下均值工作電壓為8V，均值電流為0.1A。電瓶徹底充放電后充斥著需要的時間約30h，若按每日合理電池充電6h測算(早上10點至午后4點)，則需5d。故提議每一次使用時應先自動化控制器放置戶外陽光底下電池充電一周保證安全運作。
總體設計考慮了一閥常用，既可做為單管系統應用，又能作為多管系統軟件更替換相應用，增強了機器設備協調能力。因為機器設備具備全自動關斷水流作用，可達到無人化和長距離操縱。
控制板基本參數簡潔明了，只牽涉到波涌灌的最主要參數，有利于村民學習培訓把握，便于田里應用推廣。
設備操作簡單，客戶只要用電纜將自動化控制器和波涌閥聯接既可交付使用，且控制板與減速器的接頭選用防水防塵維護，適合于郊外田地的氣候環境標準。
3　田里基本考評
開發設計研發的波涌灌機器設備已經在1998年各自在井灌溉工程和渠灌區冬麥澆灌實驗中進行了基本田里考評。波涌閥進水管選用PE塑料軟管與低電壓輸水管道排水口或農渠分水鎮口相接，而波涌閥的倆個排水口則由配有諸多閘孔的田里塑料軟管系統軟件聯接。塑料軟管里的閘孔可立即加水入畦開展澆灌。試驗設計的單寬流量是0.003m3/s.m，畦長為150～200m，實驗結果顯示全套機器設備工作中運行狀態優良，波涌閥突破上籃開閉正常的輕松，流水轉換時長準確，水利閘門防水實際效果較好，做到了原設計要點和性能參數，具有極強的田里應用性。
考核結果也說明，這套機器設備可以十分便捷地在井灌溉工程資金投入運用，一方面目前的低壓管道排水口能夠方便快捷的與波涌閥進水管相連，另一方面井泵的充裕工作壓力水口又為經PE塑料軟管通水帶來了充足驅動力，確保了波涌注水方式對入畦單寬總流量的規定。
渠灌區域內應用波涌閥會遭受2個要素的限制。其一來源于農渠分水鎮口處水口壓力差的限定，當水口一定時，輸水軟管的沿程阻力和波涌灌機器設備本身發生的部分阻力將造成入畦總流量降低，不能滿足波涌注水性能參數的標準。依據測試結論，方式排水口處的水口壓力差最少應超過30cm，波涌閥輸水管道長短也不可以太久。其二是必須對目前農渠排水口的構造開展適度更新改造，便于其與波涌閥進水管對接。
4　結　論
研發合適基本國情的波涌灌機器設備是建立大規模應用推廣這一農業節水灌溉方式的必備條件之一。已開發設計出的波涌灌調壓閥及自動控制器具備一閥常用、操控簡單的特性。農業試驗基本考核結果證實這套機器設備已做到設計要點和性能參數，具有極強的田里應用性。在此基礎上，將進一步提高和健全調壓閥及自動化控制器的品質和規范，選用輕形原材料取代目前材料，緩解機器設備自身重量，便于田里靈便挪動。除此之外，還應研發與波涌灌機器設備相配套的田里輸水管道和相對應的管材閘孔等，進而給予特性優良、價錢適當的波涌澆灌成套設備系統軟件。有原因堅信，伴隨著在我國波涌灌機器設備的完成開發設計和優化健全及其波涌灌系統軟件生產制造的通用化，波涌注水技術性一定可以在中國農業節水灌溉工作中充分發揮出應該有的推動作用。
感激蔡林根專家對此項工作中給與細心輔導，本工程為“九五”攻關項目。